2020年度 ３年生 工学部の秋学期講義 制御工学第二

 2020年度３年　工学部の秋学期講義　制御工学第二　の講義の内容、資料についてはこちらをご覧ください。（学内限定です。）

2019年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2019/12/23 修正)

制御工学第II

月曜日第1限 08:30-10:15 242教室

古関隆章・藤本博志

Ext. 26676, takafumikoseki ＠ ieee.org

What's New?
10/08 大西先生の講義資料をアップロードしました。
10/22 シラバスの微修正をしました。
11/10 11/11の大西先生の講義の資料をアップロードしました。
11/10 第1回目のレポート課題を出題しました。（12/02の講義時に提出してください。）
11/18 シラバスの一部を改訂しました。また、講義の最後にいただいた質問への答えをこちらにてご覧ください。
12/02 第2回目のレポート課題を出題しました。（提出はこちら！）
12/16の講義、次の会議との関係で、やや早めに終了(09:45ころ）となります。早退となりますことお赦しください。
12/23 第3回目のレポートをアップロードしました。ご指摘のあったいくつかのスケジュールを書き直しました。

---1. 制御工学第二講義日程 ---
(01) 09/30(Mon) 開講日： 状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ

期末テストの回答で[3 0]を重複して書いた誤記の指摘がありましたので、ここでお詫びをし訂正します。

初期値応答の波形を、Octaveで計算したグラフをここでご覧ください。


(02) 10/07(Mon)　 大西先生特別講義　地球システムとフィードバックおよび液晶露光装置高度化における制御技術の重要性
＜＝＝最近の良い参考書、特に英文教科書については、大西先生にアドバイスを求めると良いでしょう！（古関です。）

10/08 大西先生の講義資料をこちらからご入手ください。（最初の講義で示したPWつき）

(03) 10/21(Mon)  状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と（線形システムの）状態方程式II,  状態遷移行列の導出と性質

(04) 10/28(Mon)状態空間におけるシステムの取扱(3)：
 実現問題, 状態遷移行列と時間応答シミュレーション, 可制御性と可観測性

(05) 11/07(Wed)  状態空間におけるシステムの取扱(4)：
          状態FB制御系の設計の考え方： 最適制御、LQR入門

第1回目のレポートをこちらからご入手ください。12/02の講義時に提出してください。

(06) 11/11(Mon)　大西先生特別講義 　Matlabを用いた状態空間法に基づく過渡応答や周波数特性の計算　LQRの演習
大西先生の講義資料をこちらからご入手ください。（講義の最初に示したPWつきzip=　c######9）

(07) 11/13(Wed)　藤本先生特別講義　制御工学の応用としての最先端モーションコントロール

(08) 11/18 (Mon)
  状態フィードバック
 状態FB制御系の設計の考え方
 一次元 時不変 線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題
 最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について
 状態F LQR, LQRの解の最適性の証明

(09) 11/25(Mon)
出力を用いた状態feedback　(=オブザーバを用いた出力feedback）
 計測と状態推定

 (10) 12/02(Mon)

極配置法＜＝多項式法と最適制御（LQR）

分離定理

状態推定と定常カルマンフィルタ

状態推定の基礎指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）

オブザーバおよびゲイン設定への多項式法の応用に関する補足のスライドをこちらにてご覧ください。
第2回目のレポートをこちらからご入手ください。1/16までに電子ファイルをこちらにご提出ください。（手書きの場合は、スキャンあるいはデジカメで写真撮影してご提出ください。）

 (11) 12/09(Mon)
 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間標本化動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換

デジタル制御に関する説明スライドのコピーをこちらからご入手ください。

(12) 12/16(Mon)
本日の講義、次の会議との関係で、やや早めに終了(09:45ころ）となります。早退となりますことお赦しください。

 ディジタル制御(2): サンプリングを含む系の取扱とZ変換(続)、ディジタル系安定性判別、標本化定理とエイリアス現象 sとzの関係


(13) 12/23 (Mon) 最終回
デジタル再設計：オイラー法とTustin変換
非線形制御入門
第3回目の演習問題をこちらからご入手ください。
期末テスト開始時に回収しますので、期末テストの朝に試験会場に直接お持ちください。

(14) 01/27 期末テスト　（12/23改訂）

 ---
2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂 （これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学 丸善

ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。履修者の皆様の学修の便のため、堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をいただいているので、こちらのリンクからご入手ください（講義初回で示したPW付）。
いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論 システム制御情報学会編 朝倉書店
正田： 制御工学 培風館

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方
式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題19で体験する演習のように、Octave, Scilabなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログの並びにある実験課題19の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を12月末に解説する予定だが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。
参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

Zoho使ってみました。＜ーースイスからのオンライン遠隔補講の準備

10/23の朝の講義を、台風のためやむを得ず急遽休講とした結果、制御工学第二の、講義時間が不足してしまうことになりました。そこで12月の欧州滞在中、休講予定としていたところで、何とかその補講の措置取る方法を急遽検索したところ、最近Webinar のツールがいろいろ提供されていることがわかりました。

evernoteやGoogle driveを使用する以前から、Zohoを自分自身のメモや予定帳を記入するクラウドのツールとして細々と使っていたのですが、そのZoho meetingにWebinarのサービスがありました。50人まで参加可能なWebinarの有料サービスを１ヶ月だけ契約して、12/4の制御工学第二の講義を、スイスのホテルから試行すべく準備をしようと思っています。

準備ができ次第、制御工学第二の講義の中でその具体的な参加法などを紹介したいと思います。遠隔からの講義が技術的にうまくいくかどうか自信はありませんが、12/4の１限は履修者の皆さんは、ご自身のPCをネットに繋いで、オンラインの講義に参加をしてみてください。

2017年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2018/01/14 更新)

制御工学第II

 月曜日第1限 08:30-10:15 242教室

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

　本年度は古関が11/26から01/06までの間、日本に不在のため、例年よりも少し少ない講義回数での計画となりますこと、お赦しください。

What's new：　

17/08/22 初稿アップロードしました。
17/09/24 リンクの加筆など微修正。
17/10/26 この講義と直接の関連はないのですが、実験課題19の制御・CAD演習の第１期の提出レポートへのフィードバックコメントを、ここに記載しましたので、今後のレポート提出あるいは皆さんの制御の勉強のためにご参照ください。
17/12/05 第2回目の演習問題をアップロードしました。
18/01/14 第２回目の演習問題の誤植を修正し、第３回めの演習問題をアップロードしました。

  ---1. 制御工学第二講義予定 --- 

(01) 09/25(Mon) 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ
　　（9/25の講義は、古関の都合で09:45に終了いたします。）

(02) 10/02(Mon) 　状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と（線形システムの）状態方程式ＩＩ, 実現問題　

(03) 10/16(Mon)  状態空間におけるシステムの取扱(3)： 状態遷移行列の導出と性質

10/23の講義は台風のため休講としました。
これに伴い、どこかで補講の可能性を探ります。(12/4?)

(04) 10/30(Mon)  　状態空間におけるシステムの取扱(4)：
           状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性
　　　状態FB制御系の設計の考え方：　最適制御、LQR入門

☆第1回演習問題をここから入手し、11/20の講義時に提出してください。

(05) 11/06(Mon) 　状態フィードバック
状態FB制御系の設計の考え方： LQR, LQRの解の最適性の証明
　 極配置法＜＝多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について　　　　　　

(06) 11/13(Mon)　一次元　時不変　線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題　 状態推定の基礎指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）

(--) 11/15 (Wed) 再度休講にします

(07)11/20(Mon)
状態推定と定常カルマンフィルタ

11/26-01/06 古関は日本を離れます。

☆(08) 11/27(Mon)
 (藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究)

(09) 12/04(Mon) スイスからのオンライン補講試行（古関）
ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換

（初めての試みのため、うまくいくかどうか自信がないのですが、）それぞれのPCから以下のリンクあてに接続願います。登録時に、学生証番号、名前を登録してみてください。
よろしくお願いします。
この講義で用いる資料を左記のリンクでご入手ください。（2017/11/25更新）
オンライン講義へのご参加ありがとうございました！

☆第２回演習問題をここから入手し、1/15の講義時に提出してください。

☆(10) 12/11(Mon)
　非線形制御入門 (堀)

☆(11) 12/18(Mon)
 居村先生特別講義： 非接触電力伝送とその制御技術

-----------------------------
(12) 01/15(Mon)
ディジタル制御(2): サンプリングを含む系の取扱とZ変換(続)、ディジタル系安定性判別、標本化定理とエイリアス現象　sとzの関係
デジタル再設計

☆第3回演習問題をここから入手し　1/29 期末テストの時に提出してください。

(13) 01/29 (Mon)
08:30-11:30  期末テスト@242　＋講義アンケート
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）


-----------------

制御工学第一の内容（復習）

１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償

制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

---

2. 教科書・参考書

新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
　ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。履修者の皆様の学修の便のため、堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をいただいているので、こちらのリンクからご入手ください（講義初回で示したPW付）。

いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題19で体験する演習のように、Octave, Scilabなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログの並びにある実験課題19の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を堀教授が12月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

2016年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2016/12/12 改訂)

制御工学第II

 月曜日第1限 08:30-10:15 242教室

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

What's new：　
16/12/05 ディジタル制御の補足のスライド、第２回めの演習情報をアップロードしました。
16/11/28 堀先生の教科書の原稿の暗号化ファイルが開けないというご指摘がありましたので、その対策のリンクを追加しました。(PWは同じです。)

 ---1. 制御工学第二講義予定 --- 

(01) 09/26(Mon) 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏　
10/24に電気系事務室に確認をしたところ、A1, A2タームの間の試験期間を電気系では休講にする必要がないとのことです。したがって当初の予定表を変更し、10/3１にも通常の講義を行います。


学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ

☆(02) 10/03(Mon) 居村先生特別講義： 非接触電力伝送とその制御技術

　　　(10/10は国民の祝日のため講義は無し。)

(03) 10/17(Mon)　状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と（線形システムの）状態方程式ＩＩ, 実現問題　
 本日の講義後、参考資料へのリンクをはって欲しいとのリクエストがありましたが、すでにこのページの下

「2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）」

という箇所に記述がありました。なお、PWは初回の講義で申し上げたとおりです。

(04) 10/24(Mon) 状態空間におけるシステムの取扱(3)： 状態遷移行列の導出と性質, 状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性

　☆第1回演習問題出題（11/28にご提出ください。）

(05) 10/31(Mon) 　状態空間におけるシステムの取扱(4)：
　　　状態FB制御系の設計の考え方：　最適制御、LQR

(06) 11/07(Mon)　状態フィードバック
　　　　　　　　状態FB制御系の設計の考え方：
                                    LQR, LQRの解の最適性の証明
　　　　　　　    極配置法＜＝多項式法と
                              最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について　　　　　　　　

(07) 11/14(Mon)
一次元　時不変　線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題　 状態推定の基礎
指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）

(08) 11/21(Mon)
　 　状態推定と定常カルマンフィルタ
　　ディジタル制御 頭出し?

(09) 11/28(Mon)
　ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換                                 

(10) 12/05(Mon)
　ディジタル制御(2): サンプリングを含む系の取扱とZ変換(続)、ディジタル系安定性判別、標本化定理とエイリアス現象　sとzの関係


(11) 12/12(Mon)  　ディジタル制御(3): ディジタル制御系の設計とディジタル再設計 有限整定応答と極配置　ディジタルフィルタへの応用など

12/12に用いたディジタル制御についての補足解説のスライドをこちらからご入手ください。

☆第2回演習問題出題　(1/16の講義の最後にご提出ください。)
　（1/11、卒論ガイダンス会場でのご指摘に従い、一部誤記を修正しました！ありがとうございました。）

本日の講義でｚ平面上での角周波数ωのスキャンについてご説明をした中で、言い間違いがありました。ナイキスト周波数Ωを超えた場合は、原点を単位円上をぐるぐるとまわってしまうのではないか？というご指摘がありました。その考え方が正しく、その結果として１対１の対応関係が成立しなくなるという解釈でよいと思います。以上、取り急ぎお詫びして修正します。

また、１月の講義は1/16のみとなります。

☆(12) 12/19(Mon)  藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究

　　☆第３回演習問題出題　（1/23の期末試験会場で直接ご提出ください。）

(--) 01/09(Mon)　国民の祝日
　当初、この日に堀先生の「非線形入門」の講義をお願いしていたのですが、成人の日のため講義はないというご指摘をいただきました。そこで、堀先生には1/16にご講義いただくこととなりました。

☆(13) 01/16  (Mon) 　非線形制御入門 (堀)
　　　　　　　　　　第２回演習レポートの提出　（9:55ころ　古関）　　　

上記の変更に伴い、期末テストに向けての質疑／解説＋演習問題解説(必要に応じ)　を、講義時間の中で行うことは不可能になりました。そこで、それらがあれば、個別にあるいは、共通性の高いものについては、このweb上で対応したいと思います。ご質問など特にあれば、２号館内で直接お声がけいただくか、このブログへのコメントとしてご記入ください。

(14) 01/23(Mon)
08:30-11:30  期末テスト@242　＋講義アンケート
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

-----------------

制御工学第一の内容（復習）

１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償

制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

---
2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
　ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）
 上記リンクは、当方では動作確認の上問題なく機能したのですが、ダウンロードしたファイルを回答できない場合があるとのご指摘がありました。ファイルを開けない方は、二度手間となって恐縮ですが、こちらのリンクをお試しください（ただし、同じく講義初回で示したPW付。）。

いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題18で体験する演習のように、Octave, Scilabなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログの並びにある実験課題18の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

2015年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2015/12/13 修正)

制御工学第II

 月曜日第1限 08:30-10:15 242教室

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

 ---制御工学第二講義予定 --- (工事中)
(01) 10/05(Mon) 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ

10/12 は体育の日のため　講義はなし。

(02) 10/19(Mon) 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と（線形システムの）状態方程式ＩＩ, 実現問題　

*(03) 10/26(Mon) 居村先生特別講義： 非接触電力伝送とその制御技術
(04) 10/29(Thu) 状態空間におけるシステムの取扱(3)： 状態遷移行列の導出と性質, 状態遷移行列と時間応答シミュレーション
(05) 11/02(Mon) 　状態空間におけるシステムの取扱(4)： 可制御性と可観測性
(06) 11/09(Mon)　状態フィードバック
　　　　　　　　状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における
                                評価関数の直感的理解について　　　　　　　　
(07) 11/16(Mon)  LQR, LQRの解の最適性の証明,  多項式法による極配置の提案
　　　　　　　　　　　一次元　時不変　線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題　 状態推定の基礎
　　　　　　　　　　指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）
        第1回演習問題: Download  to be submitted on the 07th December

(08) 11/30(Mon)
　 　状態推定と定常カルマンフィルタ
　　ディジタル制御 頭出し?

(09) 12/07(Mon)
　ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換、ディジタル系安定性判別
                                  
(10) 12/14(Mon)
　ディジタル制御(2): 標本化定理とエイリアス現象　ディジタル制御系の設計、特にディジタル再設計
講義で用いるデジタル制御に関する説明スライドの資料: Download　
       第2回演習問題: Download  to be submitted on the 18th January

*(11) 12/21(Mon)  藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究
*(12) 12/23(Wed)　非線形制御入門（堀）

(1３) 01/18  (Mon)  08:30-11:30  期末テスト@242　＋講義アンケート
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

-----------------
制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）

いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題18で体験する演習のように、Octave, Scilabなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題18の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

2014年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2014/12/21 18:00 改訂)

制御工学第II

 (月曜日第一限　242教室)

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

 ---制御工学第二講義予定 ---

(01) 10/06(Mon) 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ
　本日は、台風で大変な中、ご出席いただきました皆さん、ありがとうございました。無事、予定の開講ができてよかったです。
　天候のため、欠席せざるを得なかった皆さんは、このページをよくご覧になり、また初回の話の内容を出席されたご友人から聞いてください。本日は入門的な話で、制御工学第一の7月の講義と多くの部分で重なっていますので、欠席した場合も致命的にはなりません。
(02) 10/15(Wed) 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と（線形システムの）状態方程式ＩＩ　
*(03) 10/20(Mon) 居村先生特別講義： 非接触電力伝送とその制御技術

(04) 10/27(Mon) 状態空間におけるシステムの取扱(3)： 実現問題,  状態遷移行列の導出と性質
(05) 11/10(Tue) 　状態空間におけるシステムの取扱(4)： 状態遷移行列と時間応答シミュレーション
(06) 11/17(Mon)　可制御性と可観測性
　　　　　　　　＋状態フィードバック
　　　　　　　　　状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について　
　　　　　　　
12/15の講義の際にご提出いただく第１回演習問題をこちらから入手してください。

(07) 12/01(Mon)  LQR, LQRの解の最適性の証明,  多項式法による極配置の提案
(08) 12/08(Mon)   一次元　時不変　線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題　 状態推定の基礎
(09) 12/15(Mon)　 状態推定と定常カルマンフィルタ
　指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）
　ディジタル制御 頭出し?

01/26の講義の際にご提出いただく第2回演習問題をこちらから入手してください。

(10) 12/22(Mon)　ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換、ディジタル系安定性判別

12/22の講義で用いた、オブザーバ、カルマン・フィルタに関する補足資料をこちらからご入手ください。


ディジタル制御に関する数値例を用いた補足資料を、こちらからご入手の上、アナログとディジタルの感覚の違いを具体的に理解すべく勉強してみてください。

*(11) 01/05(Mon)  藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究
*(12) 01/19(Mon)　非線形制御入門（堀）
02/02の期末試験開始直前にご提出いただく第3回演習問題をこちらから入手してください。

(13) 01/26(Mon)　ディジタル制御(2): 標本化定理とエイリアス現象　ディジタル制御系の設計


(15) 02/02 (Mon)  08:30-11:30 期末テスト
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

-----------------
制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）
（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）

いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題18で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題18の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

2013年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 ＠242教室 (2014/01/1９ 改訂)

制御工学第II

 (月曜日第一限　242教室)

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

 ---制御工学第二講義予定 ---

(01) 10/07(Mon) 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ
*(02) 10/15(Tue) 居村先生特別講義　非接触電力伝送とその制御技術
(03) 10/21(Mon) 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と状態方程式ＩＩ、　実現問題
(04) 10/28(Mon) 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態遷移行列の導出と性質
(05) 11/05(Tue) 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性
(06) 11/11(Mon)
状態フィードバック　
多項式法による極配置の提案、
状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について

12/02に提出をお願いする第1回目の演習問題をこちらからご入手ください。（ヒントを参照し、この機会に数値計算の練習にも積極的に挑戦してみてください！）

(07) 11/18(Mon)  LQRの解の最適性の証明

(08) 11/25(Mon)   一次元　時不変　線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題
　　　　　　　　 状態推定の基礎
　11/25は図らずも講義が長引いてしまってすみませんでした。

(09) 12/02(Mon)　 状態推定と定常カルマンフィルタ
　指令値追従形制御への拡大系の構成（状態FBの補足事項）
　ディジタル制御 頭出し?

(10) 12/09(Mon)　ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換、ディジタル系安定性判別

01/27に提出をお願いする第2回目演習問題の出題をこちらからご入手ください。

ディジタル制御に関する補足の資料はこちらからご入手ください。

(11) 12/16(Mon) ディジタル制御(2): 標本化定理とエイリアス現象　ディジタル制御系の設計

**(12) 01/15(Wed) 藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究（仮題）

***(13) 01/20(Mon)　堀教授　非線形制御入門

期末テストの朝に試験会場で提出をお願いする第3回目の演習問題をこちらからご入手ください。

(14) 01/27(Mon) ディジタル制御(3): 連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計)

(15) 02/03  08:30-11:30 期末テスト
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

-----------------
制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）

（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）

いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題17で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題17の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。

################################################

位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

2012年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 ＠242教室 (2013/01/21 改訂)

制御工学第II

 (火曜日第一限　242教室)

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

 ---制御工学第二講義予定 ---

 NEW &  Important!

お詫び：　自分の不注意から、日を間違えて1/9午後の卒業論文の研究室紹介の「ポスター説明に行くことができませんでした。（が、古関研究室はもちろん、来年度も卒論生募集を例年通り行っております！研究室の活動内容に関する情報を、1/22の講義の際に、お詫びとともに配布させていただきます。研究室および研究内容に関するご質問を個人的にしていただくことを歓迎いたします。引き続きよろしくお願いします。）

御要請に応じ暗号化した「応用制御工学」のpdf原稿をPWつきでアップロードしました！

(01) 10/02 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ、
10/04に投影した資料はこちからご覧ください。

(02) 10/09 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と状態方程式ＩＩ、　実現問題、

(03) 10/16 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態遷移行列の導出と性質

(04) 10/23 居村先生　特別講義　非接触電力伝送とその制御技術

居村先生が 、講義で用いたスライドのハンドアウトをご提供くださりましたので、こちらからご入手ください。（PWつき　約10.2MB）

(05) 10/30 堀教授　非線形制御入門

(06) 11/06 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性

(07) 11/13  多項式法による極配置の提案、状態フィードバック　
状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について, LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題

第1回目のレポート課題をこちらからご入手ください。12/04提出をお願いします。

(なお、11/20は金曜日扱い日なので、本講義は開講されません。)

(08) 11/27  指令値追従形制御への拡大系の構成
　
(09) 12/04  状態推定の基礎

(10) 12/11　 状態推定と定常カルマンフィルタ

(11) 12/18　ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換、ディジタル系安定性判別
第2回目のレポート課題をこちらからご入手ください。01/22提出をお願いします。


(12) 01/08 藤本先生特別講義　最高精度を求める制御技術の研究（仮題）

(13) 01/22　ディジタル制御(2): 連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計)

　　　（第三回目の演習出題　こちらから御入手ください：　期末テストの際に回収）

状態推定に関する補足資料をこちらでご覧ください。

デジタル制御に関する補足資料をこちらでご覧ください。

(##) 02/05??  08:30-11:30 期末テスト
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

＜###特別講義枠＞
藤本准教授　制御工学の実際: 運動制御への応用?
居村助教　ワイヤレス給電と効率改善のための電力制御技術


-----------------
制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）

（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）


いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題17で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題17の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

2011年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 ＠242教室 2012/01/24 改訂

制御工学第II (火曜日第一限　242教室)

古関隆章・堀　洋一

Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

 ---制御工学第二講義予定 ---

(01) 10/04 開講日：　状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ、
10/04に投影した資料はこちらからご覧ください。

(02) 10/11 藤本准教授　制御工学の実際: 運動制御への応用

(03) 10/18 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と状態方程式ＩＩ、　実現問題、

(04) 10/25 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性

(05) 11/01 呉助教　人間親和形モーションコントロール

(06) 11/08  状態空間におけるシステムの取扱(4)： 多項式法による極配置の提案、状態フィードバック　


(07)11/15 居村助教　ワイヤレス給電と効率改善のための電力制御技術

(08) 11/22 状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について, LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題

(09) 11/29 　臨時休講　（古関の病のため）
＋第１回目演習出題（12/20提出予定）と状態推定に関する説明資料の配布

(10) 12/06 指令値追従形制御への拡大系の構成
第1回演習問題をこちらからご入手ください。（1/10提出をお願いします。
==> 1/10は火曜日の講義が出来ないということですので、1/10締切の事務室提出に切り替えます。）
----uploadが遅くなりましてすみません！

(11) 12/13 状態推定と定常カルマンフィルタ

2/13に示した状態推定と定常カルマンフィルタに関する解説のスライドはこちらから

(12) 12/20 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
 
第2回目演習をこちらからご入手ください。(1/24提出予定)
デジタル制御に関する解説のスライドはこちらから
(演習プリン上の月日の表示に誤りがありましたことをお詫びします。)

(##) 01/10 月曜扱いのため講義無
レポートの提出は事務室のポスト宛（17:00締切）

(13) 01/17 堀教授　非線形制御入門

(14) 01/24 01/10 ディジタル制御(2)：
ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似
連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計)
+ 第３回目の演習出題

第3回目の演習問題をこちらからご入手ください。（2/7の期末テストの朝に直接提出予定）
（これまでに未提出のレポートのある人は、2/7の朝にまとめてご提出ください。）

(15) 02/07  08:30-11:30 期末テスト
（好きなことを書いたA4の紙１枚を持ち込み可とします。）

ぎりぎりのタイミングでのお願いで恐縮ですが、期末テスト前後10分ほどお時間をいただき、講義 アンケートへの御協力をよろしくお願いします！

-----------------
制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史


２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法


３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標


４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根


５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）

（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）


いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題17で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題17の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
本年度は位相面軌跡を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

2010年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 ＠242教室 2011/01/15改訂

制御工学第II (火曜日第一限　242教室)

古関隆章・堀　洋一
Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

第3回目の演習問題を出題中です！

期末試験の日程が正式に2/8午前中と発表されました。

制御工学第二講義予定
(01) 10/05 状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ、
(02) 10/12 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と状態方程式ＩＩ、　実現問題、
(03) 10/19 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性
(04) 10/26 藤本准教授特別講義: 制御工学の実際: 運動制御への応用
(05) 11/02 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 多項式法による極配置の提案、状態フィードバック、第１回目演習出題（12/07提出予定）と状態推定に関する説明資料の配布

第１回目のレポート用演習問題です。（12/07の講義の際に提出をお願いします。If you have problems in understanding Japanese problems, please contact me directly! ）

(06) 11/09 居村助教特別講義：　ワイヤレス給電と効率改善のための電力制御技術
(07) 11/16 状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について
(08) 11/30 LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題、指令値追従形制御への拡大系の構成　

ここに状態推定（State estimator, Luenberger observer） に関する説明資料をおきます。圧縮ファイルの中身は、学部講義用の日本語のスライドと、大学院講義用の英語のスライドに分かれていますが、その内容はほぼ同じものであるとご理解ください。次回12/07の講義で説明予定ですが、あらかじめ入手して目を通しておいていただけると理解が深まるものと思います。

(ファイルが開きにくいとの指摘がありましたが、動作確認をしてみて、少なくともWindows上では問題なく機能しましたので、そのままにしてあります。 12/07 10:47 JST)

(09) 12/07 状態推定
(10) 12/14 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
(11) 12/21 ディジタル制御(2): ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似
第2回目演習出題 をこちらからご入手ください。（2011/01/11提出）
ディジタル制御の説明補足スライドはこちらから

(12) 01/11 ディジタル制御(3)：
連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計) + 第３回目の演習出題

最終回の出題では、第３回目のレポートにかける時間が不十分になるとの指摘がありましたので、次週以降の非線形制御入門を中心とした最終レポート（2/1の朝提出予定）をここに出題しておきます。

試験の準備としてはこれに加えて、本日学んだディジタル再設計を用いて、連続系の伝達関数から近似的に等価な漸化式を導く計算を練習しておくといいでしょう。

第3回目演習出題 をこちらからご入手ください。（2011/02/08提出

　　<==期末試験日の発表に伴い提出日が変更になっております。）

(13) 01/18 堀教授：非線形制御入門(1)

(14) 01/25　非線形制御入門(2) 　　

(15) 02/08 08:30-11:30 期末テスト


制御工学第一の内容（復習）
１．序論
１．１　　制御工学とは何か
１．２　　制御システムの例，分類
１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
１．４　　制御工学の歴史

２．システム動特性の表現
２．１　　信号伝達と状態遷移
２．２　　動作点まわりの線形化
２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
２．５　　ブロック図とその合成
２．６　　特性の計測法

３．制御システムの安定性
３．１　　線形システムの安定性
３．２　　ラウスの安定判別法
３．３　　ナイキストの安定判別法
３．４　　フィードバック系の安定度指標

４．フィードバック制御系の基本特性
４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
４．２　　定常誤差と誤差係数
４．３　　２次系の過渡応答
４．４　　２次系の周波数応答
４．５　　高次系の代表根

５．線形フィードバック系の補償
５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
５．２　　直列補償とフィードバック補償
５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
５．５　　直列補償とPID調節計
５．６　　フィードバック補償

制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）


（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）


い ずれにしても、これは教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題18で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題１８の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
本年度は位相面軌跡を堀教授が11月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。冬休みなどに参考書の相当部分を自主的に読んでもらえるとありがたい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

2009年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 ＠242教室 2009/01/25改訂

制御工学第II (火曜日第一限　242教室)
古関隆章・堀　洋一
Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

制御工学第二講義予定
(01) 10/06 状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式Ｉ、
(02) 10/13 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 状態変数と状態方程式ＩＩ、　実現問題、
(03) 10/20 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性
(04) 10/27 堀教授: 非線形制御入門（位相面軌跡法）
(05) 11/10 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 多項式法による極配置の提案、状態フィードバック、第１回目演習出題（12/08提出予定）と状態推定に関する説明資料の配布
(06) 11/17 呉助教　特別講義：　福祉制御工学 Ｉ
(07) 11/24 状態FB制御系の設計の考え方：多項式法と最適制御（LQR）における評価関数の直感的理解について
(0#) 12/01 休講：状態空間法、最適制御演習（自宅学習）<==11/10配布の状態推定の資料をじっくり学んで、第1回目の演習課題をしっかり完成させてください！
(08) 12/08 LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題、指令値追従形制御への拡大系の構成　
(09) 12/15 状態推定（配布資料の補足説明） +ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
(10) 12/22 ディジタル制御(2): ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似、第２回目演習出題
(11) 01/12 呉助教　特別講義：福祉制御工学 ＩＩ
(12) 01/19 ディジタル制御(3)：　有限整定とデッドビート応答
(13) 01/26 ディジタル制御(4)　 第３回目の演習出題
非線形制御（位相面軌跡法）の補習を含む第３回目の演習問題をこちらからご入手ください。
　（期末テスト開始前に回収予定です。）

デジタル制御説明の補足資料はこちらからご入手ください。

(14) 02/02 予備日
(15) 02/09 期末テスト 08:30-10:00 @242教室

制御工学第一の内容（復習）
１．序論
　１．１　　制御工学とは何か
　１．２　　制御システムの例，分類
　１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
　１．４　　制御工学の歴史

２．システム動特性の表現
　２．１　　信号伝達と状態遷移
　２．２　　動作点まわりの線形化
　２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
　２．５　　ブロック図とその合成
　２．６　　特性の計測法

３．制御システムの安定性
　３．１　　線形システムの安定性
　３．２　　ラウスの安定判別法
　３．３　　ナイキストの安定判別法
　３．４　　フィードバック系の安定度指標

４．フィードバック制御系の基本特性
　４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
　４．２　　定常誤差と誤差係数
　４．３　　２次系の過渡応答
　４．４　　２次系の周波数応答
　４．５　　高次系の代表根

５．線形フィードバック系の補償
　５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
　５．２　　直列補償とフィードバック補償
　５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
　５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
　５．５　　直列補償とPID調節計
　５．６　　フィードバック補償

制御工学第二から制御工学第一への移行
　古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
　状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂　（これは生協などで購入可能と思われる。）


（堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。）


いずれにしても、これは教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　　システム制御情報学会編　朝倉書店
正田： 制御工学　 培風館　

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題18で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
（このブログにある実験課題１８の解説を参照されたい。）
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
本年度は位相面軌跡を堀教授が11月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。冬休みなどに参考書の相当部分を自主的に読んでもらえるとありがたい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

制御工学第二期末テストの結果

　ぎりぎりの期限でレポート提出をした方を含め、23名の方が単位取得できました。

　特に普段点の高い人にバイアスをかけるまでもなく、３回のレポートの出来と総合成績の相関はかなり高いもので、期限のとおり、講義時間中にレポート提出された方は良以上の成績がついています。

　期末テストに関しては、極配置によるオブザーバ設計の計算や、第２回目レポートとほぼ同じ内容であった一次システムの最適制御系設計問題は比較的よくできていたと思います。

　しかし、第３回目のレポートとほぼ同じ問題であった非線形制御に関する語句説明が、持ち込み可の試験であるにもかかわらずできていない人が比較的多く見られたことは、意外というよりも心外という印象を持ちました。

（期末テストの対策については、講義時間の中で、ずばりそのもののヒントを与えているので、その部分は満点に近くてもよいはずなのに、ここをはずした人はきっとまったく講義に出ていなかったか、話を聞いていなかったのだろうと想像されます。）

　総合点の分布をここにお示しします。ご自分がどのあたりにつけているかご想像ください。

　得点が低くて未受験となっている人は、３つのレポートが出揃わなかった人です。

（レポートが３つ出ていないが試験得点は可の最低線を上回った、という方は一人もいませんでした！）

このレベルのテストで可を取ってしまった人は、基本的な学習姿勢に猛省が必要だと思います。

良以上の方は、よくがんばりました。この調子で、卒業研究も良い成果を挙げてほしいと思います。

制御工学第二 2009/01/13の講義後のご連絡

1/13の講義で用いましたディジタル制御における極配置と安定性、応答の性質に関する補足資料を、ここからご入手ください。

さらに、第3回目の演習課題はここから御入手ください。

重要：　第3回目の演習レポートは2/3の期末テスト開始時に回収しますので、試験会場に提出レポートを直接お持ちください。試験についての注意もこの演習課題のプリントに記してあります。

制御工学第二 第2回演習問題

第1回目の演習の提出に引き続いて次の出題があるのはきついところもあると思いますが、状態空間法に基づく制御系設計の流れを知るために特に大切な、LQRおよび状態観測器に関する第2回の演習問題をここに出題します。12/16の講義の際にご提出ください。時不変LQRにおいては、評価関数における入力と状態変数の偏差に対する重みが、最終的な制御系設計にどのような役割を果たすか、という基本事項を典型的なケース設定で学び実感していただく問題になっています。状態観測器の問題は、極配置法による標準的なオブザーバゲイン設定問題であると同時に、多項式法（ケスラー標準形）と零次の外乱オブザーバという、モーションコントロールの実験で実用的に重要な手法を学ぶ例題になっています。

　実務における作業の流れを実感しながら、練習をしていただけるといいかと思います。

　

制御工学第二 第1回目の演習出題

先週お約束を第1回目の演習問題を出題します.[1]は毎年出題している問題で、やや手間がかかりますが、可制御性・可観測性の意味を、システム行列の対角化を通じて直感的に理解することをめざした重要な問題です。ぜひ自力で挑戦をし、状態空間法の「肝」を体得してください。提出は2週間後の11/25の講義の際にお願いします。

３年生冬学期講義「制御工学第二」の進め方に関して（10/1暫定版）

（変更は、適宜修正・付記します。）

本講義の指定教科書はありません。
　「新： 制御理論の基礎 昭晃堂」は、特に制御工学全般を短時間で見渡すのに優れた参考書であると思います。
　下に推奨参考書として挙げている、堀洋一著「応用制御工学」（丸善出版）は現在入手困難と思われます。図書室などで必要に応じてご覧ください。

　（講義にご参加いただいている中でより詳しく学びたい皆様には、著者である堀先生のご厚意により堀先生の書かれた教科書用原稿電子ファイルを（上巻相当の内容・下巻相当の内容）から特別に御覧いただくことができます。なお、左記のリンク情報は2週間ほどをめどに削除の予定です。）

10/7の講義で説明した、夏学期　制御工学第一の状態フィードバックに関係する期末テストの解説（デモ）に用いたMatlabのソースを以下に示しておきます。

% ex081007.m: CTRL example  program coded by KOSEKI, OCT 2008

 

clear all

%-----Definition of physical constants

 %%%---Fundamental state feedback---

%

A0=[0,1; 10,0 ]

B0=[0;1] 

C0=[1,0]

D=0

%---Pole placement---

Te=1/sqrt(5) % Equivalent settling time

% --3rd order Kessler canonical form---

H=[Te^2/2, Te, 1];

P=roots(H)

F=acker(A0, B0, P)

sys0=ss(A0, B0, C0, D)

sys1=ss((A0-B0*F), B0, C0, D)

figure(1); pzmap(sys0); sgrid

figure(2); pzmap(sys1);sgrid

figure(3); step(sys1)

--以下は第１回目の講義の導入資料--

制御工学第II (火曜日第一限　242教室)
古関隆章・堀　洋一
Ext. 26676, takafumikoseki　＠　ieee.org

制御工学第二講義予定
(01) 10/07 状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、状態変数と状態方程式、状態遷移行列
(02) 10/14 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 実現問題、時間応答シミュレーション
(03) 10/21 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態フィードバック、最適制御、演習出題
(04) 10/28 堀教授特別講義　（電気自動車とモーションコントロール）
(05) 11/04 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 状態推定、システム同定
(06) 11/11 状態空間法、最適制御演習
(07) 11/18 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化
(08) 11/25 ディジタル制御(2): サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
(09) 12/02 呉助教特別講義　（福祉制御工学）
(10) 12/09 ディジタル制御(3): ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似、演習出題
(11) 12/16 ディジタル制御(4)：　有限整定とデッドビート応答
(12) 01/13 状態推定法、ディジタル制御演習
(13) 01/20 非線形制御入門 演習出題
(14) 01/27 予備日
(##) 02/03 or 02/10 期末テスト

制御工学第一の内容（復習）
１．序論
　１．１　　制御工学とは何か
　１．２　　制御システムの例，分類
　１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
　１．４　　制御工学の歴史

２．システム動特性の表現
　２．１　　信号伝達と状態遷移
　２．２　　動作点まわりの線形化
　２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
　２．５　　ブロック図とその合成
　２．６　　特性の計測法

３．制御システムの安定性
　３．１　　線形システムの安定性
　３．２　　ラウスの安定判別法
　３．３　　ナイキストの安定判別法
　３．４　　フィードバック系の安定度指標

４．フィードバック制御系の基本特性
　４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
　４．２　　定常誤差と誤差係数
　４．３　　２次系の過渡応答
　４．４　　２次系の周波数応答
　４．５　　高次系の代表根

５．線形フィードバック系の補償
　５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
　５．２　　直列補償とフィードバック補償
　５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
　５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
　５．５　　直列補償とPID調節計
　５．６　　フィードバック補償

制御工学第二から制御工学第一への移行
　古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
　状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

---

2. 教科書・参考書
新： 制御理論の基礎 昭晃堂
堀・大西： 応用制御工学　　丸善
ただし、これは教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
正田： 制御工学　 培風館　
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　
システム制御情報学会編　朝倉書店

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
月曜午後の演習のようにSCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
昨今は振替休日のため、月曜日の講義の回数が少なく、最後に時間がなくなって非線形制御の解説は手薄になりがち。冬休みなどに「基礎制御工学」の相当部分を自主的に読んでもらえるとありがたい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/　から入手可能なようにアップロードします。

３年生月曜日一限 冬学期講義「制御工学第二」(2008.01.20再更新)

制御工学第II

古関隆章・堀　洋一 Ext. 26676, koseki@koseki.t.u-tokyo.ac.jp

重要：11/26に半分説明を行った、状態推定器に関する説明用のスライドのファイルをアップロードしました。入手して、内容をよく読み理解を深めてください。演習問題をはじめ本講義に関する配布資料をここから入手してください。（第3回のレポートをアップロードし、その2/4の提出についての情報が更新されています。）

　講義の進捗状況および堀教授との日程調整により変更の可能性がありますが、現段階での案として以下の日程を考えています。（変更は、適宜修正・付記します。）　本講義の指定教科書はありません。(下に推奨参考書として挙げている、堀洋一著「応用制御工学」（丸善出版）は生協、本やタウン などで入手可能と思いますが、問題があれば教えてください。)
==>その後、10/01に生協から、堀先生の本は入荷困難という報告をいただきました。この事実を受けて、推奨参考書を、「新： 制御理論の基礎 昭晃堂」に変更します。堀先生の本の内容を知りたい方は、上記のweb書店や２号館図書館所蔵の書籍をご利用いただくか、堀教授に直接お問い合わせください。

制御工学第二講義予定

(01) 10/01 状態空間におけるシステムの取扱(1)：夏学期の復習、状態変数と状態方程式、状態遷移行列
　　　10/08 （休日）
(02) 10/15 状態空間におけるシステムの取扱(2)： 実現問題、時間応答シミュレーション
(03) 10/22 状態空間におけるシステムの取扱(3)：状態フィードバック、最適制御、演習出題
(04) 10/29 状態空間におけるシステムの取扱(4)： 状態推定、システム同定
(05) 11/05 状態空間法、最適制御演習
(06) 11/12 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化
(07) 11/19 ディジタル制御(2): サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
(08) 11/26 ディジタル制御(3): ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似、演習出題
(09) 12/03 ディジタル制御(4)：　有限整定とデッドビート応答
(10) 12/10 状態推定法、ディジタル制御演習
実態：ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化, サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
(11) 12/17 ディジタル制御(2): シャノンの標本化定理、ディジタル系安定性判別、s平面とz平面の対応関係（重要！）

聴講者の皆様良きお年をお迎えください！

(12) 01/21 ディジタル系のアナログ近似　 非線形制御入門 +演習出題
(13) 01/28 堀教授特別講義: 外乱オブザーバとロバスト制御の話

(14) 02/04 1限　期末テスト　　表裏に自由な記述をした紙一枚持ち込み可　とします。

---

2. 教科書・参考書

生協書籍部からの連絡(10/02)

> 下記、教科書・参考書は出版社にて在庫切・重版未定のため、取り寄せできませんでした。
> 工学部 402472 制御工学第二 応用制御工学 丸善
> 工学部 402472 制御工学第二 アドバンスト制御のためのシステム制御理論 朝倉書店

推薦参考書　新： 制御理論の基礎 昭晃堂

ただし、これは教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

堀・大西： 応用制御工学　　丸善（入手困難のため准教科書指定からはずした。 2007.10.02）
平井・羽根田・北村： システム制御工学　 森北出版
金原・黒須： ディジタル制御入門　 日刊工業新聞社
小郷・美多： システム制御理論入門 実教出版社
正田： 制御工学　 培風館　
新： 制御理論の基礎 昭晃堂
前田・杉江： アドバンスト制御のためのシステム制御理論　システム制御情報学会編　朝倉書店
MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
月曜午後の演習のようにSCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。
A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
昨今は振替休日のため、月曜日の講義の回数が少なく、最後に時間がなくなって非線形制御の解説は手薄になりがち。冬休みなどに「基礎制御工学」の相当部分を自主的に読んでもらえるとありがたい。

制御工学第一の内容（復習）

１．序論
　１．１　　制御工学とは何か
　１．２　　制御システムの例，分類
　１．３　　閉ループ制御と開ループ制御
　１．４　　制御工学の歴史
２．システム動特性の表現
　２．１　　信号伝達と状態遷移
　２．２　　動作点まわりの線形化
　２．３　　線形システムの表現
（２．４　　ラプラス変換法の基礎）
　２．５　　ブロック図とその合成
　２．６　　特性の計測法
３．制御システムの安定性
　３．１　　線形システムの安定性
　３．２　　ラウスの安定判別法
　３．３　　ナイキストの安定判別法
　３．４　　フィードバック系の安定度指標
４．フィードバック制御系の基本特性
　４．１　　入力追従特性と外乱抑圧特性
　４．２　　定常誤差と誤差係数
　４．３　　２次系の過渡応答
　４．４　　２次系の周波数応答
　４．５　　高次系の代表根
５．線形フィードバック系の補償
　５．１　　フィードバック制御系設計の基本指針
　５．２　　直列補償とフィードバック補償
　５．３　　ニコルズ線図を用いた制御系設計
　５．４　　根軌跡を用いた制御系設計
　５．５　　直列補償とPID調節計
　５．６　　フィードバック補償
制御工学第二から制御Ⅰへ移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係（フィードバック制御と多項式法など）
状態空間におけるシステム序論：連続量と離散量

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